下面关于java nio提供了与标准io不同的io工作方式,IO和NIO

　　在传统的socket IO中，需要为每个连接创建一个线程。当并发连接数巨大时，线程占用的堆栈内存和CPU线程切换的开销都会巨大。有了NIO，不再需要为每个线程创建单独的线程。您可以使用具有有限数量线程的线程池，甚至可以使用一个线程来服务任意数量的连接。因为线程数小于连接数，所以每个线程都不能阻塞IO操作。如果它阻塞，一些连接将不会被处理。NIO提供了这种非阻塞能力。

　　少量的线程如何同时服务于大量的连接？答案是现成的选择。就像去饭店吃一顿饭。每次有客人来桌，都会有服务员为你服务。从到餐厅到结账，这种方式的好处是服务质量好，一对一服务是VIP。但是缺点也很明显，成本高。如果餐厅做得好，同时有100个客人，就需要100个服务员，老板发工资的时候会心痛。这是连接线的传统方式。

　　谁是老板？他很熟练。这让老板很纳闷，10个服务员怎么同时服务100个客人。老板发现服务员在服务客人的过程中并不总是很忙。在客人点餐、上菜、吃饭的时间里，服务员都是闲着的，但是这个服务员还是被这一桌的客人占着，不能服务其他客人。用华为领导的话说，他的工作并不充实。那如何利用这种空闲时间呢？餐馆老板想了一个办法，让一个服务员(前台)负责收集客人的需求并登记。比如客人进来，客人点餐，客人要结账，都是先记录下来，按顺序排好。每个服务员来这里都是得到一个需求，比如点菜，然后拿着菜单帮客人点菜。点好菜后，服务员马上回来，接到下一个需求，继续服务其他客人。这种方式的服务质量还不如一对一的服务，客人数据多的时候可能要等。但是好处也很明显。因为在客人吃饭的时候服务员不必闲着，服务员可以在这段时间服务其他客人。原来10个服务员最多同时服务10桌，现在可能服务50桌，60个客人。

　　这种服务模式与传统服务模式有两个不同之处：

　　1.添加了一个角色。应该有一个人负责收集客人的需求。NIO中对应的是选择器。

　　2.从阻断服务模式到非阻断服务模式，服务员不用在客人吃饭的时候一直守在客人身边。传统的IO操作，比如read()，当没有数据读取时，线程被阻塞占用，直到数据到达。当NIO中没有要读取的数据时，read()会立即返回0，线程不会阻塞。

　　在NIO中，客户端创建连接后，必须先向Selector注册连接，相当于在客人进入餐厅后告诉前台你要用餐。前台会告诉你你的桌号，然后你可以去那张桌子坐下。SelectionKey是表格编号。当某桌需要服务时，前台会记录哪桌需要什么服务，比如1桌需要点餐，2桌需要结账。服务员从前台拿一份记录，根据记录提供服务，然后回来下一个。这样，服务时间得到了最有效的利用。

　　简介：

　　J2SE1.4及以上版本发布了全新的I/O类库。NIO库提供的一些新特性：非阻塞I/O、字符转换、缓冲和通道。而NIO和IO都在rt.jar包里。

　　一. NIO简介

　　NIO包(java.nio.*)引入了四种关键的抽象数据类型，共同解决了传统I/O类中的一些问题。

　　1.Buffer:是一种线性表结构，包含数据，用于读写。它还为内存映射文件的I/O操作提供了一个特殊的类。

　　2.Charset:它提供了将Unicode字符串映射到字节序列和反向映射的操作。

　　3.通道：它包含套接字、文件和管道，实际上是一个双向通信通道。

　　4.选择器：它将多个异步I/O操作集中到一个或多个线程中(可以看作Unix中select()函数或Win32中WaitForSingleEvent()函数的面向对象版本)。

　　二、传统的io方式

　　以网络应用为例。在传统方式中，需要监控一个ServerSocket，接受请求的连接为其提供服务(服务通常包括处理请求和发送响应)。图1是服务器的生命周期图，其中用粗黑线标记的部分表示将发生I/O阻塞。

　　图1

　　您可以分析创建服务器的每个具体步骤。首先，创建服务器套接字

　　server socket server=new server socket(10000)；

　　然后接受新的连接请求。

　　socket newCnotallow=server . accept()；

　　对accept方法的调用将一直阻塞，直到ServerSocket收到连接请求。一旦连接请求被接受，服务器就可以在客户机套接字中读取请求。

　　1 InputStream in=new connection . getinputstream()；2

　　3 InputStreamReader reader=new InputStreamReader(in)；四

　　5 buffered reader buffer=new buffered reader(reader)；六

　　7请求Request=new Request()；八

　　9 while(！request.isComplete()) { 10

　　11 String line=buffer . readline()；12

　　13 request . addline(line)；14}这个操作有两个问题。第一，BufferedReader类的readLine()方法在其缓冲区未满时会导致线程阻塞，只有当某些数据填满缓冲区或者客户端关闭套接字时，该方法才会返回。其次，它产生大量的垃圾。BufferedReader创建一个缓冲区来从客户端套接字读取数据，但也创建一些字符串来存储数据。虽然BufferedReader内部提供了StringBuffer来处理这个问题，但是所有的字符串很快就变成了垃圾，需要回收。

　　发送响应代码也存在同样的问题。

　　1响应Response=request . generate Response()；2

　　3 output stream out=new connection . get output stream()；四

　　5 InputStream in=response . getinputstream()；六

　　7 int ch八

　　9 while(-1！=(ch=in . read()){ 10

　　11 out . write(ch)；12

　　13 } 14

　　15 new connection . close()；同样，读写操作被阻塞，一次向流中写入一个字符会导致效率低下，所以应该使用缓冲区，但是一旦使用缓冲区，流就会产生更多的垃圾。

　　传统解决方案

　　通常，在Java中需要线程(大量线程)来处理阻塞的I/O。通常，实现一个线程池来处理请求，如图2所示。

　　图二

　　线程化服务器可以处理多个连接，但是它们也会导致许多问题。每个线程都有自己的堆栈空间，占用一些CPU时间，开销很大，很多时间浪费在阻塞的I/O操作上，CPU没有得到有效利用。

　　三。NIO的详细介绍

　　1.****缓冲器

　　传统的I/O不断地浪费对象资源(通常是字符串)。新的I/O通过使用缓冲区来读写数据，避免了资源浪费。Buffer对象是一个线性有序的数据集合，根据其类别只包含唯一的数据类型。

　　java.nio.Buffer的类描述

　　Java.nio.ByteBuffer包含字节类型。可以从ReadableByteChannel中读取，在WritableByteChannel中写入。

　　Java.nio.MappedByteBuffer包含字节类型，直接映射到内存的某个区域。

　　Java.nio.CharBuffer包含字符类型，不能写入通道。

　　Java.nio.DoubleBuffer包含double类型，无法写入通道。

　　Java.nio.FloatBuffer包含浮点类型。

　　Java.nio.IntBuffer包含int类型。

　　Java.nio.LongBuffer包含一个长类型。

　　Java.nio.ShortBuffer包含短类型。

　　可以通过调用allocate(int capacity)方法或allocateDirect(int capacity)方法来分配缓冲区。具体来说，可以通过调用filechannel.map (int mode，long position，int size)来创建MappedBytesBuffer。直接)缓冲区在内存中分配一个连续的块，并使用本地访问方法读写数据。非直接缓冲区通过使用Java中的数组访问代码来读写数据。有时候需要使用间接缓冲，比如使用任何wrap方法(比如ByteBuffer.wrap(byte[]))来创建基于Java数组的缓冲区。

　　2.字符编码

　　在ByteBuffer中存储数据涉及到两个问题：字节顺序和字符转换。ByteBuffer通过ByteOrder类在内部处理ByteOrder，但不处理字符转换。事实上，ByteBuffer并没有提供读写String的方法。

　　Java.nio.charset.Charset处理字符转换问题。它通过构造CharsetEncoder和CharsetDecoder将字符序列转换成字节和反字节。

　　3.频道* ****(频道)

　　您可能会注意到，现有的java.io类都不能读写缓冲区类型，因此NIO中提供了Channel类来读写缓冲区。信道可以被认为是连接，它可以是到特定设备、程序或网络的连接。通道的类层次结构图如下

　　图3

　　图中ReadableByteChannel和WritableByteChannel分别用于读取和写入。

　　GatheringByteChannel可以一次将数据从多个缓冲区写入通道，而ScatteringByteChannel可以一次将数据从通道读取到多个缓冲区。您还可以设置通道来服务阻塞或非阻塞I/O操作。

　　为了使通道与传统的I/O类兼容，通道类提供了一个静态方法来创建流或读取器。

　　4.****选择器

　　在过去的阻塞I/O中，我们通常知道何时可以读取或写入流，因为方法调用会返回，直到流准备好。但是对于非阻塞通道，我们需要某种方法来知道通道何时准备好。在NIO包中，选择器就是为此而设计的。SelectableChannel可以注册一个特定的事件，而不是在事件发生时通知应用程序，通道跟踪该事件。然后，当应用程序调用选择器上的任何选择方法时，它会检查注册的通道，以查看是否有任何感兴趣的事件。图4显示了选择器和两个注册通道的示例。

　　图4

　　并非所有渠道都支持所有操作。SelectionKey类定义了所有可能的操作位，将使用两次。首先，当应用程序调用可选通道时。注册(选择器Sel，Intop)方法来注册通道，它将所需的操作作为第二个参数传递给该方法。然后，一旦选择了SelectionKey，SelectionKey的readyOps()方法将返回所有通道支持的操作的数字总和。SelectableChannel的validOps方法返回每个通道允许的操作。不支持的注册通道操作将引发IllegalArgumentException异常。下表列出了SelectableChannel子类支持的操作。

　　1服务器套接字通道OP_ACCEPT 2

　　3套接字通道OP_CONNECT、OP_READ、OP_WRITE 4

　　5数据通道OP_READ，OP_WRITE 6

　　7烟斗。源通道OP_READ 8

　　9烟斗。SinkChannel OP_WRITE IV。举例说明

　　1.简单的网页内容下载

　　这个例子很简单。SocketChannelReader类使用SocketChannel下载特定网页的HTML内容。

　　包examples.nio

　　包com . yineng . mycat；导入Java . nio . byte buffer；导入Java . nio . channels . socket channel；导入Java . nio . charset . charset；导入Java . net . inetsocketaddress；导入Java . io . io exception；/* * * * @作者kzfy

　　* @data 2015/12/21 */

　　公共类socket channel reader { private Charset Charset=Charset . forname( UTF-8 )；//创建UTF 8字符集

　　专用SocketChannel信道；public void getHTMLContent(){ try {

　　connect()；

　　send request()；

　　read response()；

　　}catch(IOException e){

　　system . err . println(e . tostring())；

　　}最后{如果(频道！=null){ try{

　　channel . close()；

　　}catch(IOException e){}

　　}

　　}

　　} privatevidconnect()ThrowsioException {//连接到CSDN inetSocket地址Socket Address=NewinetSocket地址( 3358 www.csdn.net ，80)；

　　channel=socket channel . open(socket address)；//使用工厂方法open创建一个通道，并将其连接到指定的地址。//这相当于socketchannel.open()。connect(socket address)；invoke } private void send request()throwsioexception {

　　channel . write(charset . encode( GET/document \ r \ n \ r \ n ))；//向CSDN文档中心发送GET请求。//使用channel.write方法，该方法需要CharByte类型的参数。使用//Charset.encode(String)方法转换字符串。

　　} private void Read response()throwsioexception {//读取响应

　　byte buffer buffer=byte buffer . allocate(1024)；//创建一个1024字节的缓冲区

　　while(channel.read(buffer)！=-1){

　　buffer . flip()；//在读取缓冲区字节操作之前调用//flip方法。

　　system . out . println(charset . decode(buffer))；//使用Charset.decode方法将字节转换为字符串

　　buffer . clear()；//清空缓冲区

　　}

　　} public static void main(String[]args){ new socket channel reader()。getHTMLContent()；

　　}

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